\chapter{Conclusiones y Trabajo Futuro}
\label{chap:conclusiones}

\section{Resumen}

Existen diferentes estrategias y herramientas para asistir a personas con problemas de memoria, con el objetivo de aumentar su independencia y sentido de control. Éstas incluyen desde adaptar el entorno de los individuos, como remover puertas o agregar notas físicas en objetos, hasta el uso de dispositivos computacionales.

Las herramientas existentes utilizan diversos medios tecnológicos, como PDAs, grabadoras o pantallas miniatura, para presentarle información relevante a los usuarios. Sin embargo, cuentan con ciertas limitaciones importantes, ya que no pueden mostrar información de forma espontánea, esto es, sin la necesidad de especificar una hora y fecha para recordarle algo al usuario, o mostrarle algún mensaje.

Algunas técnicas de visión por computadora permiten reconocer elementos en el entorno, con la finalidad de desplegar contenido virtual. Una tecnología muy utilizada en el área de realidad aumentada son los marcadores visuales, sin embargo, esto conlleva colocar un marcador por cada objeto o ubicación a la que se desee asociar información, generando \emph{contaminación} visual. Además, si un cuidador quiere crear nuevo contenido en el entorno del usuario debe imprimir un nuevo marcador y colocarlo en el lugar deseado.

En este trabajo de tesis se desarrolló un sistema de anotaciones ambientales (ANS) para asistir a personas con problemas de memoria. El sistema funciona en interiores y utiliza realidad aumentada para presentar información al usuario. Mediante un algoritmo de visión por computadora se reconocen objetos de interés en el entorno del usuario, sin la necesidad de colocar marcadores visuales u otras etiquetas (RFID, NFC), por lo que no es necesario modificar el entorno. Un cuidador puede crear etiquetas a partir de fotografías tomadas en la casa del usuario final.
%; se recomienda capturar \~60 fotos por cuarto.

Se revisó la literatura sobre algoritmos de visión por computadora y se realizaron algunos experimentos, llegando a la conclusión de que el algoritmo SURF era el adecuado para el ANS.

Se utilizó este mismo algoritmo para calcular la ubicación del usuario a nivel de cuarto, con el fin de reducir el espacio de búsqueda de etiquetas. Se realizaron experimentos con diferentes tamaños de resolución de imagen y parámetros del algoritmo SURF para determinar un compromiso aceptable entre tiempo y precisión. Se concluyó que se puede localizar a un usuario con una probabilidad de 93\% utilizando un repositorio de puntos de interés obtenidos a partir de imágenes con resolución de 640~x~480 pixeles y un \emph{umbral} (parámetro del algoritmo SURF) de 0.001.

Se decidió crear etiquetas sobre objetos (partes de una imagen), en lugar de sobre la imagen completa, puesto que solamente son relevantes los puntos de interés que representen al objeto. Además, este enfoque permite que dichos objetos puedan ser movidos de lugar sin afectar el reconocimiento de los mismos.

% También se observó que la comparación de imágenes con resoluciones semejantes resulta en una mejora de la precisión

Se desarrollaron tres aplicaciones que componen al ANS: (1) el Administrador de Etiquetas, utilizado para la creación, edición y eliminación de etiquetas, (2) la aplicación Servidor, encargada de ubicar al usuario a nivel de cuarto y de realizar la búsqueda de etiquetas en el entorno, y (3) la aplicación Cliente, ejecutada en un dispositivo móvil, que notifica al usuario sobre alguna etiqueta y presenta la información asociada a éste.

Finalmente, se realizó una evaluación del ANS, con el objetivo de analizar su funcionamiento en condiciones parecidas a las del uso esperado del sistema. Una de las conclusiones de dicha evaluación fue que las notificaciones audibles son más efectivas que las notificaciones vibratorias para avisarle al usuario de la presencia de etiquetas en el entorno.



% analizar el funcionamiento del ANS en condiciones parecidas a las del uso esperado del sistema, puesto que los experimentos realizados anteriormente (ver Capítulo~\ref{chap:ans}) se efectuaron en un ambiente controlado, donde las imágenes de prueba contienen pocas imágenes distorsionadas o borrosas. Además, es necesario analizar el tiempo requerido para enviar imágenes al Servidor, y para que éste envíe el resultado a la aplicación Cliente. También se busca comparar los dos tipos de notificación (vibratoria y auditiva), con el fin de saber qué método es más efectivo para notificar al usuario de la presencia de etiquetas en el entorno.



\section{Aportaciones}

Las principales aportaciones de este trabajo de investigación son las siguientes:

\begin{itemize}
\item Se desarrolló un sistema de anotaciones ambientales. El ANS presenta información relevante sobre objetos de interés en el entorno, en tiempo real. Utiliza un algoritmo de visión por computadora sin marcadores, por lo que no es necesario modificar el entorno donde se implementará dicho sistema. Solamente se necesita una computadora que funcione como servidor y una red inalámbrica para establecer la comunicación con un dispositivo móvil.
\item Se desarrolló un método para localizar a un usuario a nivel de cuarto con una precisión de 93\%.
\item Se creó una interfaz para poder utilizar la librería OpenSURF (programada en C++) desde el lenguaje Java.
\item Se determinó que el tipo notificación audible es más efectivo que las alertas vibratorias para avisarle al usuario de la presencia de etiquetas en el entorno.
\item Se publicó un artículo de investigación que describe parte de los resultados obtenidos en este trabajo: Eduardo Quintana, Jesus Favela. ``Ambient Notifications as Memory Aids for People Suffering from Dementia'', que será presentado en \emph{UCAmI'11: 5th International Symposium on Ubiquitous Computing and Ambient Intelligence}, Diciembre 5-9, Riviera Maya, México.
\end{itemize}
%La experimentación para determinar la mejor resolución y parámetros de imagen para usar el algoritmo


% section{Limitaciones}




\section{Trabajo futuro}

El sistema presentado en esta tesis se encuentra en una versión funcional, sin embargo, la investigación puede ampliarse en varios aspectos. Por lo cual se proponen las siguientes actividades como trabajo futuro:

\begin{itemize}
\item El sistema utiliza un algoritmo de búsqueda exhaustivo, tanto en la búsqueda de etiquetas como en el cálculo de la ubicación del usuario. Aunque se realizaron algunas pruebas con otros algoritmos de búsqueda, se decidió utilizar el actual debido a que siempre encuentra el vecino más cercano, reduciendo los falsos positivos en las comparaciones entre puntos de interés. Sin embargo, existen otros enfoques que requieren menor tiempo de ejecución, sacrificando precisión, por lo que se propone explorar otros algoritmos de búsqueda. Cabe mencionar que la implementación de un nuevo método de búsqueda en el sistema requeriría poco esfuerzo, puesto que solamente se tendría que modificar el código del método de comparación de puntos de interés.
\item El ANS tiene una arquitectura Cliente-Servidor, donde todo el procesamiento se realiza en el último. Esto se debe a que las operaciones realizadas por el algoritmo SURF requieren potencia de cómputo considerable. Sin embargo, en \cite{Takacs2008} proponen un sistema para exteriores, que aunque tiene una arquitectura similar, realiza el proceso de comparación de imágenes en el dispositivo móvil (con un espacio de búsqueda reducido en base a la ubicación del usuario). En ese trabajo realizaron modificaciones al algoritmo SURF con el fin de reducir su tiempo de ejecución con el mínimo sacrificio de precisión. Por lo tanto, se propone investigar posibles modificaciones que puedan realizarse al algoritmo para disminuir su tiempo de ejecución e inclusive poder implementarlo completamente en el dispositivo móvil.
\item El objetivo principal de la evaluación del sistema fue analizar su funcionamiento en un ambiente realista. Sin embargo, sería deseable realizar un caso de estudio cuyos participantes sean personas con demencia en etapa inicial.
\item El sistema presentado en esta tesis está orientado a asistir personas con problemas de memoria, sin embargo, existen otros escenarios de aplicación. Se han probado varias terapias para el autismo, algunas con mayor éxito que otras. Las habilidades preparatorias son el repertorio básico que un niño con autismo requiere para su aprendizaje y si no las tiene dominadas, el avance en las otras áreas será lento o casi nulo. Una de estas habilidades es la ``discriminación'', donde se aprende a distinguir entre unos objetos (formas, colores, etc.) y otros. Esta terapia consiste en repeticiones, donde un niño tiene que identificar un objeto (o tarjeta que represente al objeto) durante varias iteraciones. Por lo que se propone explorar el uso del ANS en la terapia antes mencionada, utilizando el sistema como apoyo en la identificación de los objetos.


% en la repetición de identificación de objetos y en la búsqueda de éstos en cierto ambiente. Ante esto, se propone explorar el uso del ANS en el tratamiento antes mencionado.
%El sistema presentado en esta tesis está orientado a asistir personas con problemas de memoria, sin embargo, existen otros escenarios de aplicación. El autismo es un trastorno del desarrollo, permanente y profundo. Afecta la comunicación, imaginación, planificación y reciprocidad emocional. Los síntomas, en general, son la incapacidad de interacción social, el aislamiento y las estereotipias (movimientos incontrolados de alguna extremidad, generalmente las manos) \citep{Cook1998}. Se han probado varios tratamientos para el autismo, algunos con mayor éxito que otros. Uno de los tratamientos consiste en la repetición de identificación de objetos y en la búsqueda de éstos en cierto ambiente. Ante esto, se propone explorar el uso del ANS en el tratamiento antes mencionado.
\end{itemize}